體外動(dòng)態(tài)、三維、立體細(xì)胞組織培養(yǎng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于體外生物細(xì)胞組織工程和醫(yī)學(xué)研宄以及可應(yīng)用于臨床的體外組織器官的動(dòng)態(tài)、三維、立體細(xì)胞組織培養(yǎng)裝置。該裝置可廣泛應(yīng)用于生物細(xì)胞組織工程學(xué)科的基礎(chǔ)研宄和臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用的人造細(xì)胞組織器官培養(yǎng)的研宄。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在體外組織工程研宄中，細(xì)胞組織及人造器官的培養(yǎng)所使用的培養(yǎng)裝置(或器皿)都是平面的、靜態(tài)的，這樣就使培養(yǎng)物在培養(yǎng)過程中，受到很大的制約和局限性，很難模擬機(jī)體組織器官的一個(gè)正常生長環(huán)境。同時(shí)培養(yǎng)物生長都是在一個(gè)平面上，會(huì)造成培養(yǎng)組織結(jié)構(gòu)上的生長發(fā)育不正常、不完全。雖然有些組織工程研宄中，可利用構(gòu)建三維立體結(jié)構(gòu)的人造載體材料，以擬補(bǔ)平面培養(yǎng)的缺陷。但由于培養(yǎng)皿、培養(yǎng)瓶的自身構(gòu)型，使細(xì)胞組織器官在培養(yǎng)過程中，根本不能形成真正意義上的細(xì)胞組織間體液的交流、溝通和互換。同時(shí)組織器官的細(xì)胞組織構(gòu)型是不同的(如皮膚:由肌細(xì)胞一成纖維細(xì)胞一上皮細(xì)胞一表皮細(xì)胞組成)針對(duì)這些不同，就需要在不同的時(shí)間點(diǎn)，接種不同細(xì)胞。同時(shí)還需根據(jù)細(xì)胞需求調(diào)節(jié)培養(yǎng)條件。而這些在目前使用的培養(yǎng)裝置上(如培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)皿)，都不可能實(shí)現(xiàn)根本的解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是解決和克服現(xiàn)有的裝置、器皿所存在的上述諸多不足，提供一種可以在體外細(xì)胞組織培養(yǎng)中應(yīng)用的動(dòng)態(tài)、三維、立體細(xì)胞組織培養(yǎng)裝置。
[0004]本實(shí)用新型提供的體外動(dòng)態(tài)、三維、立體細(xì)胞組織培養(yǎng)器(簡(jiǎn)稱:培養(yǎng)器)，包括可拆分的上、下兩部分；
[0005]上層部分包括:頂蓋，頂蓋的頂面為帶孔加微孔濾膜的篩板封面，可進(jìn)行無菌氣體交換。在頂蓋的篩板封面上設(shè)置有一個(gè)類瓶口裝置；瓶口裝置開口處安裝有瓶蓋，瓶蓋可以是帶孔加微孔濾膜的瓶蓋，也可為無孔、無膜實(shí)面瓶蓋。該瓶口裝置可用于在無菌條件下，在不同時(shí)間點(diǎn)、多層次、接種不同類型的培養(yǎng)細(xì)胞。也可通過該瓶口，在無菌條件下，利用光纖內(nèi)窺鏡(與計(jì)算機(jī)相連)對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行顯微觀察，或是采集培養(yǎng)物活體標(biāo)本，進(jìn)行檢測(cè)培養(yǎng)物的生長狀態(tài)。
[0006]培養(yǎng)器下層部分包括:培養(yǎng)室，培養(yǎng)室內(nèi)壁中部設(shè)置有中間隔板支撐臺(tái)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，在中間隔板支撐臺(tái)上加裝可拆卸中間隔層板，中間隔層板由壓?？颉⑽⒖诪V膜和帶孔篩板組成。中間隔層板可將下層部分分割成既可相對(duì)獨(dú)立，又可通過微孔膜進(jìn)行液體物質(zhì)交流和溝通的上室和下室兩個(gè)培養(yǎng)室。在下層以中間隔層板隔分的上室和下室的側(cè)壁相對(duì)位置上，各設(shè)置有一對(duì)貫穿培養(yǎng)器側(cè)壁的連接管，連接管內(nèi)端在培養(yǎng)室內(nèi)，連接管外端各設(shè)置有一個(gè)用于和微孔濾器、輸液管以及輸液泵等連接鎖緊的連接管套鎖扣，以便能夠?qū)ξ⒖诪V器、輸液管、輸液泵等進(jìn)行連接組裝和固定鎖緊，以及拆卸更換?？梢员ＷC培養(yǎng)基(或營養(yǎng)液)有序流動(dòng)。通過連接管可輸入無菌培養(yǎng)基(輸入新鮮培養(yǎng)基或提供培養(yǎng)物需要的特殊的營養(yǎng)液)。然后從相對(duì)一側(cè)的連接管排出廢棄的舊培養(yǎng)液。使培養(yǎng)物始終模擬在體內(nèi)的動(dòng)態(tài)環(huán)境下(如人造血管、人造尿道等)，維持細(xì)胞組織器官的正常發(fā)育生長。
[0007]培養(yǎng)器下層底部為實(shí)體密閉封底。在上層部分和下層部分二者之間以密封連接口連接為一整體，連接后培養(yǎng)器的內(nèi)室整體處于相對(duì)密閉，無菌狀態(tài)下(整體經(jīng)事先無菌預(yù)處理)。同時(shí)在培養(yǎng)物培養(yǎng)完成后可打開，便于取出培養(yǎng)物。所述培養(yǎng)器上層部分外壁的下端密封接口和下層部分外壁上端密封接口二者之間，采用鎖扣式密封連接方式；或者采用外扣螺旋卡圈式密封連接方式。兩種連接方式均需保證密封效果，同時(shí)在培養(yǎng)物培養(yǎng)完成后可打開，便于取出培養(yǎng)物。
[0008]所述培養(yǎng)器選用的材質(zhì)可為；PS材質(zhì)、ABS材質(zhì)、PP材質(zhì)、高分子材料材質(zhì)、銅材質(zhì)及不銹鋼材質(zhì)等。所述的培養(yǎng)器主體為圓柱體型、橢圓柱體型、正方體型或長方體型。所述的圓柱體型培養(yǎng)器直徑為5-30 cm，全高(包括上層部分和下層部分)高度為5-40 cm ;正方體和長方體型培養(yǎng)器的平面面積為20-900cm2，全高高度為5-40cm。
[0009]所述頂蓋的篩板封面上的微孔濾膜為0.22微米微孔濾膜，篩板封面上的篩孔孔徑為l_2mm，篩孔呈行或列形平行排列，或呈向心圓環(huán)形排列。
[0010]所述中間隔層板中的微孔濾膜的膜孔徑為0.45-1.0微米；所述的壓膜框?yàn)榫鬯姆鹉z制成的膠圈，既能壓緊微孔濾膜和帶孔篩板，又能緊密的將上下兩室分割為相對(duì)獨(dú)立的兩室。所述帶孔篩板上的篩孔呈圓環(huán)形排列，或者在中部的方形區(qū)域內(nèi)呈行或列形平行排列。
[0011]所述中間隔層板上可放置預(yù)先制備的用于組織工程培養(yǎng)的具有良好生物相容性、可降解的、人造載體材料。制備人造載體材料的原料為；(包括但不限于)膠原蛋白、絲蛋白、殼聚糖、聚己內(nèi)酯、聚乳酸等生物高分子材料。制備載體的構(gòu)型(包括但不限于)平面膜型、立體海綿型、管型以及仿生物組織器官構(gòu)型。在人造生物載體材料上，可按培養(yǎng)細(xì)胞組織器官的發(fā)育結(jié)構(gòu)，接種各類型細(xì)胞。經(jīng)培養(yǎng)使其定向生長發(fā)育為所需的組織器官。(如人造皮膚、人造血管、人造尿道、人造骨關(guān)節(jié)等)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013]本實(shí)用新型提供的體外動(dòng)態(tài)、三維、立體細(xì)胞組織培養(yǎng)器具有下述的優(yōu)點(diǎn):
[0014]1、在體外人造器官細(xì)胞組織培養(yǎng)中，能夠保證細(xì)胞組織在生長過程處于一個(gè)動(dòng)態(tài)環(huán)境；
[0015]2、在培養(yǎng)過程中能夠完成立體的、多層面的物質(zhì)和體液交換溝通，使細(xì)胞組織器官可形成三維、立體發(fā)育生長；
[0016]3、能夠模擬器官組織生長發(fā)育構(gòu)造，在預(yù)先制備的具有良好生物相容性的人造載體材料上，多層次、不同時(shí)間點(diǎn)、接種不同類型的細(xì)胞，完成正常組織器官的發(fā)育生長。并隨時(shí)可通過光纖內(nèi)窺鏡該瓶口，在無菌條件下，利用光纖內(nèi)窺鏡(與計(jì)算機(jī)相連)對(duì)培養(yǎng)物進(jìn)行顯微觀察，觀察細(xì)胞組織器官的發(fā)育生長狀態(tài)，以及可活體取材進(jìn)行監(jiān)測(cè)，完成研宄目的；
[0017]4、可隨時(shí)根據(jù)細(xì)胞組織的發(fā)育生長需求，動(dòng)態(tài)改變培養(yǎng)液的營養(yǎng)成份，以滿足培養(yǎng)物的需求；
[0018]5、在培養(yǎng)過程中培養(yǎng)器內(nèi)能夠始終保持在一個(gè)無菌狀態(tài)；
[0019]6、可根據(jù)所要培養(yǎng)的組織器官大小，制備類型不同的培養(yǎng)器，(大小、高矮)以滿足體外人造器官細(xì)胞組織培養(yǎng)的需要。
【附圖說明】
[0020]圖1是體外動(dòng)態(tài)、三維、立體細(xì)胞組織培養(yǎng)器整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是體外動(dòng)態(tài)、三維、立體細(xì)胞組織培養(yǎng)器上、下分體示意圖；
[0022]圖3是中間隔層板示意圖；A是中間篩孔圓環(huán)形排列的帶孔篩板，B是中間篩孔在方形區(qū)域內(nèi)呈行或列形平行排列的帶孔篩板。
[0023]圖中:1瓶蓋、2瓶口管、3帶孔加微孔濾膜的篩板封面、4上下層密封圈、5中間隔層板壓膜框、6中間隔層板微孔濾膜、7中間隔層板帶孔篩板、8中間隔層板支撐臺(tái)、9上下室進(jìn)或出口微孔濾器連接管套鎖扣；10上室_1、11下室-1、12上室_2、13下室_2。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1
[0025]如圖1和圖2所示，一種體外動(dòng)態(tài)、三維、立體細(xì)胞組織培養(yǎng)器，該培養(yǎng)器包括可拆分的上層和下層兩部分；上層部分和下層部分二者之間通過上下層密封圈4以密封連接口連接為一整體，即上層部分外壁的下端密封接口和下層部分外壁上端密封接口二者之間，采用鎖扣式密封連接方式；或者采用外扣螺旋卡圈式密封連接方式。
[0026]上層部分包括:頂蓋，頂蓋的頂面為帶孔加微孔濾膜的篩板封面3，在頂蓋的篩板封面上設(shè)有一個(gè)瓶口裝置(圖中的瓶口管2)，瓶口裝置開口處安裝有瓶蓋I ;
[0027]培養(yǎng)器下層部分包括:培養(yǎng)室，培養(yǎng)室內(nèi)壁中部設(shè)置有中間隔板支撐臺(tái)8，在中間隔板支撐臺(tái)上加裝可拆卸的中間隔層板，中間隔層板由壓模框5、微孔濾膜6和帶孔篩板7組成；中間隔層板將下層部分分割成既相對(duì)獨(dú)立，又能夠通過微孔濾膜進(jìn)行液體物質(zhì)交流和溝通的上室和下室兩個(gè)培養(yǎng)室；在下層以中間隔層板隔分的上室和下室的側(cè)壁相對(duì)位置上，各設(shè)置有一對(duì)貫穿培養(yǎng)器側(cè)壁的連接管，連接管內(nèi)端在培養(yǎng)室內(nèi)，連接管外端用于和微孔濾器、輸液管以及輸液泵等相連，培養(yǎng)器下層底部為實(shí)體密閉封底。連接管外端各設(shè)置有一個(gè)用于和微孔濾器、輸液管以及輸液泵等連接鎖緊的連接管套鎖扣9。
[0028]培養(yǎng)